JPH0412996A - 昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、同じ有効長の４個のリンクを含む合計６リ
ンクが全て回転対偶で連結されたリンク機構として構成
され、とくに昇降用回転駆動力を小さくし得る昇降装置
に関する。

【従来の技術】

従来例について、その正面図である第６図を参照しなが
ら説明する。第６図において、この従来例は、同じ有効
長の４個のリンクを含む合計６リンクが全て回転対偶で
連結されたリンク機構として構成される。すなわち、同
じ有効長の各リンク１．２は、その端部同士が回動軸５
で回転対偶をなして連結され、リンク対をなす。このリ
ンク対の２組が左右に配置され、上側の各端部が、ワー
ク搭載用基台３に各回動軸３ａ、３ｂで回転対偶をなし
て連結される。２組のリンク対の下側の各端部が、固定
台４に各回動軸４ａ、４ｂで回転対偶をなして連結され
る。基台３と固定台４とは、各々リンクに相当するから
、２組の各リンクＩ、２とともに合計６リンクのリンク
機構を構成する。 なお、各回動軸３ａ、３ｂと、各回動軸４ａ、４ｂとは
、それぞれその軸線間隔が等しく、かつ回動軸５と軸線
が平行である。また実際には、各回動輪３ａ、３ｂと、
各回動軸４ａ、４ｂとに、同じ歯車を固定して互いに噛
み合わせて、各連結部の遊隙に起因するリンク機構の不
具合な動きを改善する構成にしであるが、その図示は省
略しである。 各回動軸４ａ、４ｂに、互いに逆方向で大きさの同じ回
転駆動力が加えられると、各リンク対は、第６図におい
て破線と実線で代表して表示したように移動して、基台
３を昇降させる。

【発明が解決しようとする課題】

第６図に示した従来例において、リンク１が水平線と角
度θをなすときに、基台３に搭載されたワークを昇降さ
せるに要するトルクＭｏは、Ｍｏ　−２Ｌ　Ｗｃｏｓ　
θ ここで、Ｌは各リンク１，２の有効長、Ｗはワークの重
量である。 上式は第７図の回転駆動力（トルク）のリンク角度に対
する特性図として表される。第７図に示されるように、
θ＝０°のとき、Ｍｏ＝２ＬＷとなって最大値をとり、
θ−９０°のとき、ＭＯ−〇となって最小値をとる。 この場合、トルクＭｏをなるべく小さい値にすることは
、モータの小形化ひいては装置の小形化。 低コスト化につながるので、ぜひ実現させたい課題であ
る。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、昇降用回転駆動力を小さくし得る昇降装置を提供
することにある。

【課題を解決するための手段】

この課題を解決するために、本発明に係る昇降装置は、 端部同士が回転対偶で連結された二つの同じ有効長のリ
ンクからなるリンク対の２組を備え、この各リンク対の
一方の自由端部がワーク搭載用基台に所定間隔の２箇所
でそれぞれ回転対偶で連結され、前記各リンク対の他方
の自由端部が前記所定間隔と同じ間隔で互いに平行な各
軸線のまわりにそれぞれ回動可能に支持され、この各軸
線に関し前記他方の自由端部に作用する回転駆動力によ
って前記基台が昇降される装置において、前記基台は、
これが上昇する方向のバネによる付勢を直接または間接
に受ける。 なお、基台が最下点に位置するときに受ける最大バネ付
勢力は、搭載すべきワークの重量の２倍未満である。

【作用】

バネ付勢は上昇側限点で最小値、下降側限点て最大値を
とるから、最大付勢値がワーク重量未満なら、昇降行程
の全域で見掛は上ワーク重量がバネ付勢によって軽減さ
れ、最大付勢値がワーク重量以上ないしワーク重量の２
倍未満なら、昇降行程の一部分で、ワーク重量とバネ付
勢との合成力がワーク重量以下になり（見掛は上ワーク
重量がバネ付勢によって軽減され）、昇降行程の他の部
分で、ワーク重量とバネ付勢との合成力が最大でワーク
重量相当で上昇方向の力になるから、結果として昇降用
回転駆動力は、バネ付勢のないときに比べて小さくする
ことができる。

【実施例】

本発明に係る昇降装置の実施例について、以下に図面を
参照しながら説明する。 第１図は第１の実施例の正面図である。第１図において
、第１実施例が従来例と異なる点は、基台３と、固定台
４との間に圧縮形コイルばね６が挿設されることである
。したがって、従来例におけるのと同し部材には同じ符
号を付ける。 さて、コイルばね６は、説明を簡単にするために、基台
３が上昇側の限界位置にあるとき、圧縮力が零であると
する。言いかえれば、コイルばね６の自由長は、基台３
が上昇側の限界位置にあるときの、基台３の下面と、固
定台４の上面との距離に等しい。 第１図において、リンク１が水平線と角度θをなすとき
に、基台３に搭載されたワークを昇降させるに要するト
ルクＭは、 Ｍ＝２Ｌｃｏｓ　θ（Ｗ　−２Ｌ　Ｋ　（１−５ｉｎ　
θ）〕・・・（１） ここで、Ｌは各リンク１，２の有効長、Ｗはワ−りの重
量、Ｋはコイルばねのハネ定数である。 上式は、第５図の回転駆動力（トルク）のリンク角度に
対する特性図として表される。第５図に一般的に実線で
示されるように、 θ＝０″のとき、Ｍ＝２Ｌ　（Ｗ−２ＬＫ）θ＝９０”
のとき、Ｍ＝０ θ＝０〜９０°の間にＭの極大値がある。 ここで、（１）式を吟味してみる。第１図において、基
台１が最下点に位置するときにコイルばね６から受ける
付勢力は２ＫＬで、この値のワーク重量Ｗに対する大き
さ関係が変化するとき、（１）式がどのように変化する
かを調べる。 まず、２ＫＬ＝Ｗ　　のときには、（１）式はＭ　−２
Ｌ　Ｗｃｏｓ　θ・Ｓｉｎ　θ＝ＬＷｓｉｎ２θ−（２
）（２）式の関係は第５図において一点鎖線で表され、
θ＝４５’のとき、Ｍは最大値ＬＷをとる。なお、第５
図における二つの破線は、参考に示した第７図における
従来例のトルクＭｏと、符号を逆にしたーＭｏと同じで
ある。 次に、２ＫＬ＝２Ｗ　　のときには、（１）式はＭ　−
２Ｌ　Ｗｃｏｓ　　θ　〔１２（１−５ｉｎ　　θ）〕
＝　２　Ｌ　Ｗ　（ｓｉｎ２θ−ｃｏｓ　　θ）　　　
　　　　・（３）（３）式の関係は第５図において二点
Ｍ線で表され、θ＝０°のとき、Ｍは最大値−２ＬＷを
とり、θが約６０°　（正確にはやや小さい値）のとき
極大値をとる。 以上の（１）、　（２）の各式から言えることは、次の
とおりである。いま、基台が最下点に位置したときのコ
イルばねの最大付勢値をＰ　（＝２　ＫＬ）　、（１）
式におけるトルクＭの最大値をＭｅｘａｘ　、従来例に
おけるトルクＭｏの最大値をＭｏｓ＋ａｘとすると、Ｒ
＝　ｌ　Ｍｍａｘ　　ｌ　／　ＩＭｏｍａｘで表される
比率Ｒは次のようになる。 ■Ｐ＝０〜Ｗ　のとき、Ｒ＝１〜０．５■Ｐ＝Ｗ　　　
　のとき、Ｒ＝０．５ ■Ｐ＝Ｗ　〜２Ｗ　　のとき、Ｒ＝ａ （ａ　＝０．５未満の定数） ■Ｐ＝２Ｗ　　　　のとき、Ｒ＝１ ■Ｐ＝２Ｗを超えるとき、Ｒ＞１ なお、第５図において、■は縦ハンチングの領域、■は
一点鎖線、■は横ハンチングの領域、■は二点鎖線、■
は二点鎖線より以下の領域、にそれぞれ対応する。 以上■〜■の内容は次のように要約できる。 Ｐ＜２Ｗ　　のとき、Ｒ＜１　　　　　・・・（４）Ｐ
＞２Ｗ　　のとき、Ｒ＞１　　　　　・・・（５）当然
ながら、（４）のときが、程度の差こそあれ望ましい状
態である。そして、（５）の状況だけは避けなければな
らない。すなわち、（５）の状況のときには、バネ付勢
が所要トルクを従来例のときより増大させる結果となる
からである。 （４）の意味することは、言葉で表すと次のようになる
。「基台が最下点に位置するときに受ける最大バネ付勢
力が、ワーク重量の２倍の値未満であるように選ばれる
とき、ワーク昇降用の回転駆動力（トルク）は、従来の
バネ付勢しないときより程度の差こそあれ小さくなる」 ワーク重量がほぼ一定に決まれば、最適なバネ付勢力を
設計できるが、一般にはワーク重量はある範囲で変動す
るから、前記のような概略的な決め方が実際的である。 第２実施例について、第２図〜第４図を参照しながら説
明する。第２図は第２実施例の正面図、第３図は同じく
その要部の正面図、第４図は同じくその要部の側面図で
ある。第２実施例が第１実施例と異なる点は、バネ付勢
の形態にあり、第１実施例が圧縮形コイルばねによった
のに対し、第２実施例は捩りばねによる。第２図におい
て、７は捩りばねで、回動軸５のまわりに挿設され、各
リンク１．　２を互いに開く方向に付勢する。８９はそ
れぞれ各リンク１，２に立設されたビンで、捩りばね７
の各アームを掛止する。 トルクＭの角度θに対する関係は、（１）式において、
２ＬＫＯ代わりに、２πＣ／Ｌを用いればよい。ここで
、Ｃは捩りばねのバネ定数で、トルク／ラジアンで表さ
れる。したがって、（１）式は次のようになる。 Ｍ＝２Ｌｃｏｓ　θ（Ｗ　−２ｔｔ　Ｃ／　Ｌ　（１−
５ｉｎ　θ）〕しかし、基台が最下点に位置したときに
受ける最大付勢力Ｐ　（＝２ＫＬ）を用いれば、２πＣ
／Ｌ＝Ｐ　　であるから、上式は（１）式と全く同じ形
で表される。 したがって、トルクのリンク角度に対する特性図は第５
図と共通になり、適用すべきバネ付勢力とワーク重量と
の関係も、第１実施例において吟味したと同じ内容にな
る。 ところで、バネ付勢の形態は前記の外に、第１図、第２
図において、圧縮形コイルばね６の代わりに引張形コイ
ルばねを基台３と別置された固定台との間に挿設する方
式や、捩りばね７の代わりに別の捩りばねを固定台４の
各回動軸４ａ、４ｂに挿設する方式などが考えられる。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明においては、昇降用回転
駆動力は、バネ付勢のないときに比べて小さくすること
ができるから、■昇降用回転駆動力を発生す、るモータ
の容量が小さくでき、ひいてはモータの小形、軽量化が
図れる、■全て回転対偶で連結された６リンク機構の構
成で、構造的に簡単であるから信転性向上が図れ、また
前項とあいまってコスト低減が図れる□というすぐれた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例の正面図、第２図は同
じくその第２実施例の正面図、第３図は第２実施例の要
部の正面図、 第４図は第２実施例の要部の側面図、 第５図は第１．第２の各実施例に共通な回転駆動力のリ
ンク角度に対する特性図、 第６図は従来例の正面図、 第７図は従来例における回転駆動力のリンク角度に対す
る特性図である。 符号説明 １．２：リンク、３：基台、 ３ａ、　３ｂ、　４ａ、　４ｂ、　５　：回動軸、４：
固定台、６：コイルばね、７：捩りばね、８．９：ピン
。 第１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）端部同士が回転対偶で連結された二つの同じ有効長
   のリンクからなるリンク対の２組を備え、この各リンク
   対の一方の自由端部がワーク搭載用基台に所定間隔の２
   箇所でそれぞれ回転対偶で連結され、前記各リンク対の
   他方の自由端部が前記所定間隔と同じ間隔で互いに平行
   な各軸線のまわりにそれぞれ回動可能に支持され、この
   各軸線に関し前記他方の自由端部に作用する回転駆動力
   によって前記基台が昇降される装置において、前記基台
   は、これが上昇する方向のバネによる付勢を直接または
   間接に受ける構成にしたことを特徴とする昇降装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、基台が
   最下点に位置するときに受ける最大バネ付勢力は、搭載
   すべきワークの重量の２倍未満であることを特徴とする
   昇降装置。